Principiul răcirii cu laser și aplicarea sa la atomii reci
În fizica atomilor reci, multe dintre lucrările experimentale necesită controlul particulelor (închiderea atomilor ionici, cum ar fi ceasurile atomice), încetinirea acestora și îmbunătățirea preciziei măsurătorilor. Odată cu dezvoltarea tehnologiei laser, răcirea cu laser a început să fie utilizată pe scară largă și în cazul atomilor reci.
La scară atomică, esența temperaturii este viteza cu care se mișcă particulele. Răcirea cu laser este utilizarea fotonilor și a atomilor pentru a face schimb de impuls, răcind astfel atomii. De exemplu, dacă un atom are o viteză de deplasare înainte și apoi absoarbe un foton care zboară în direcția opusă, atunci viteza sa va încetini. Este ca o minge care se rostogolește înainte pe iarbă: dacă nu este împinsă de alte forțe, se va opri din cauza „rezistenței” provocate de contactul cu iarba.
Aceasta este răcirea cu laser a atomilor, iar procesul este un ciclu. Și din cauza acestui ciclu atomii continuă să se răcească.
În acest caz, cea mai simplă răcire este utilizarea efectului Doppler.
Totuși, nu toți atomii pot fi răciți cu lasere, iar pentru a realiza acest lucru trebuie găsită o „tranziție ciclică” între nivelurile atomice. Numai prin tranziții ciclice se poate realiza răcirea și aceasta poate continua continuu.
În prezent, deoarece atomul de metal alcalin (cum ar fi Na) are un singur electron în stratul exterior, iar cei doi electroni din stratul exterior al grupării alcalino-pământoase (cum ar fi Sr) pot fi, de asemenea, considerați ca un întreg, nivelurile de energie ale acestor doi atomi sunt foarte simple și este ușor să se realizeze o „tranziție ciclică”, astfel încât atomii care sunt acum răciți de oameni sunt în mare parte atomi simpli de metal alcalin sau atomi alcalino-pământoși.
Principiul răcirii cu laser și aplicarea sa la atomii reci
Data publicării: 25 iunie 2023